De bronnen van deeltjes worden onderverdeeld in anorganische deeltjes, organische deeltjes en levende deeltjes. Voor het menselijk lichaam kunnen deze deeltjes gemakkelijk ademhalings- en longziekten veroorzaken, evenals allergieën en virusinfecties. Bij siliciumchips kan de hechting van stofdeeltjes leiden tot vervorming of kortsluiting van de geïntegreerde schakelingen, waardoor de chips hun werking verliezen. Daarom is de beheersing van microverontreinigingsbronnen een belangrijk onderdeel geworden van cleanroombeheer.
Het belang van milieubeheer in cleanrooms ligt in het waarborgen dat de omgevingsomstandigheden in het productieproces voldoen aan specifieke reinheidsnormen, wat cruciaal is voor veel industrieën. Hieronder volgt het belang en de specifieke rol van milieubeheer in cleanrooms:
1. Zorg voor productkwaliteit
1.1 Vervuiling voorkomen: In industrieën zoals de halfgeleiderindustrie, de farmaceutische industrie en de medische apparatuurindustrie kunnen minuscule deeltjes verontreinigende stoffen productdefecten of -uitval veroorzaken. Door de luchtkwaliteit en de deeltjesconcentratie in de cleanroom te beheersen, kan effectief worden voorkomen dat deze verontreinigende stoffen het product aantasten.
Naast de initiële investering in hardware, vereist het onderhoud en de controle van de reinheid van de cleanroom ook een goed softwarematig beheersysteem om een goede reinheid te garanderen. Uit de gegevens in bovenstaande figuur blijkt dat de operators de grootste invloed hebben op de reinheid van de cleanroom. Wanneer operators de cleanroom betreden, neemt de stofconcentratie aanzienlijk toe. Wanneer mensen heen en weer lopen, verslechtert de reinheid onmiddellijk. Het is duidelijk dat de belangrijkste oorzaak van de verslechtering van de reinheid menselijke factoren zijn.
1.2 Consistentie: De cleanroomomgeving draagt bij aan de consistentie en herhaalbaarheid van het productieproces, waardoor een stabiele productkwaliteit wordt gewaarborgd.
Wat het glazen substraat betreft, zal de hechting van stofdeeltjes krassen, kortsluitingen, luchtbellen en andere kwaliteitsgebreken veroorzaken, wat uiteindelijk tot afkeuring leidt. Daarom is de beheersing van vervuilingsbronnen een belangrijk onderdeel geworden van cleanroombeheer.
Stofindringing van buitenaf en preventie daarvan
De cleanroom moet een juiste overdruk (>0,5 mm Hg) handhaven. Tijdens de voorbereidende bouwfase moet ervoor gezorgd worden dat er geen luchtlekkage is. Voordat personeel, apparatuur, grondstoffen, gereedschap, verbruiksartikelen, enz. de cleanroom betreden, moeten deze gereinigd en afgewist worden. Stofpreventiemaatregelen moeten worden getroffen. Tegelijkertijd moeten reinigingsmiddelen correct worden geplaatst en regelmatig worden vervangen of gereinigd.
Stofvorming en -preventie in cleanrooms
De juiste selectie van cleanroommaterialen zoals scheidingswanden en vloeren, de controle van procesapparatuur (d.w.z. regelmatig onderhoud en reiniging), het verbod voor productiepersoneel om rond te lopen of grote lichaamsbewegingen te maken op hun werkplekken, en preventieve maatregelen zoals het plaatsen van kleefmatten op speciale werkstations.
2. Verbeter de productie-efficiëntie
2.1 Vermindering van het afvalpercentage: Door onzuiverheden en vervuilende stoffen in het productieproces te verminderen, kan het afvalpercentage worden verlaagd, het rendement worden verhoogd en daarmee de productie-efficiëntie worden verbeterd.
Bijvoorbeeld: Er zijn 600 stappen in de waferproductie. Als het rendement van elk proces 99% is, wat is dan het totale rendement van 600 processtappen? Antwoord: 0,99^600 = 0,24%.
Hoe hoog moet de opbrengst van elke stap zijn om een proces economisch haalbaar te maken?
•0,999^600 = 54,8%
•0,9999^600 = 94,2%
De opbrengst van elk proces moet meer dan 99,99% bedragen om de uiteindelijke procesopbrengst van meer dan 90% te halen, en de aanwezigheid van microdeeltjes heeft een directe invloed op de procesopbrengst.
2.2 Versnel het proces: Werken in een schone omgeving kan onnodige schoonmaak- en herwerktijd verminderen, waardoor het productieproces efficiënter wordt.
3. Zorg voor de gezondheid en veiligheid van het personeel
3.1 Arbeidsgezondheid: Bij sommige productieprocessen waarbij schadelijke stoffen vrijkomen, kunnen cleanrooms voorkomen dat deze stoffen zich naar de buitenomgeving verspreiden en de gezondheid van werknemers beschermen. Hoewel technologie, apparatuur en kennis in de loop der tijd zijn verbeterd, is de luchtkwaliteit achteruitgegaan. Een mens ademt in zijn leven ongeveer 270.000 m³ lucht in en brengt 70% tot 90% van zijn tijd binnenshuis door. Kleine deeltjes worden door het menselijk lichaam ingeademd en afgezet in de luchtwegen. Deeltjes van 5 tot 30 µm worden afgezet in de neuskeelholte, deeltjes van 1 tot 5 µm in de luchtpijp en bronchiën, en deeltjes kleiner dan 1 µm in de longblaasjes.
Mensen die langdurig in een ruimte verblijven met onvoldoende verse luchttoevoer, zijn vatbaar voor het "binnenluchtsyndroom", met symptomen zoals hoofdpijn, benauwdheid op de borst en vermoeidheid, en lopen ook een verhoogd risico op aandoeningen van de luchtwegen en het zenuwstelsel. De nationale norm GB/T18883-2002 in mijn land schrijft voor dat de hoeveelheid verse lucht per persoon minimaal 30 m³/uur moet bedragen.
Het volume verse lucht in de cleanroom moet de maximale waarde van de volgende twee items aannemen:
a. De som van het benodigde luchtvolume ter compensatie van het afvoervolume binnenshuis en om de gewenste overdruk binnenshuis te garanderen.
b. Zorg voor voldoende verse lucht voor het personeel in de cleanroom. Volgens de ontwerpvoorschriften voor cleanrooms bedraagt het volume verse lucht per persoon per uur minimaal 40 m³.
3.2 Veilige productie: Door omgevingsparameters zoals luchtvochtigheid en temperatuur te beheersen, kunnen veiligheidsrisico's zoals elektrostatische ontlading worden vermeden en de productieveiligheid worden gewaarborgd.
4. Voldoen aan wettelijke en standaardvereisten
4.1 Industrienormen: Veel industrieën hanteren strenge reinheidsnormen (zoals ISO 14644) en de productie moet plaatsvinden in cleanrooms van specifieke klassen. Naleving van deze normen is niet alleen een wettelijke verplichting, maar ook een indicator voor de concurrentiepositie van een bedrijf.
Voor producten zoals schone werkbanken, schone loodsen, laminaire stromingsvensters, ventilatorfilterunits (FFU's), schone kledingkasten, laminaire stromingskappen, weegkappen, schone schermen, zelfreinigende systemen en luchtdouches, is het noodzakelijk om de methoden voor het testen van de reinheid van bestaande producten te standaardiseren om de betrouwbaarheid ervan te vergroten.
4.2 Certificering en audit: Doorsta de audit van externe certificeringsinstanties en verkrijg relevante certificeringen (zoals GMP, ISO 9001, enz.) om het klantvertrouwen te vergroten en de markttoegang te verbreden.
5. Bevorder technologische innovatie
5.1 Ondersteuning van R&D: Cleanrooms bieden een ideale experimentele omgeving voor de ontwikkeling van hoogtechnologische producten en helpen de ontwikkeling van nieuwe producten te versnellen.
5.2 Procesoptimalisatie: In een strikt gecontroleerde omgeving is het gemakkelijker om de impact van proceswijzigingen op de productprestaties te observeren en te analyseren, waardoor procesverbetering wordt bevorderd.
6. Verbeter het merkimago
6.1 Kwaliteitsborging: Hoogwaardige, schone productiefaciliteiten kunnen het merkimago verbeteren en het vertrouwen van de klant in de productkwaliteit vergroten.
6.2 Concurrentievermogen op de markt: Producten die in een schone omgeving kunnen worden geproduceerd, worden vaak gezien als een symbool van hoge kwaliteit en betrouwbaarheid, wat bedrijven helpt zich te onderscheiden in de felle concurrentie op de markt.
7. Verlaag de reparatie- en onderhoudskosten
7.1 Verleng de levensduur van apparatuur: Productieapparatuur en -gereedschap die onder schone omstandigheden werken, zijn minder gevoelig voor corrosie en slijtage, waardoor de levensduur wordt verlengd en de onderhoudsfrequentie en -kosten worden verlaagd.
7.2 Energieverbruik verminderen: Door het ontwerp en beheer van cleanrooms te optimaliseren, de energie-efficiëntie te verbeteren, het energieverbruik te verlagen en de operationele kosten te reduceren.
Vier principes voor het beheer van cleanroomactiviteiten:
1. Niet meenemen:
Het frame van het HEPA-filter mag niet lekken.
De ontworpen druk moet binnenshuis gehandhaafd worden.
Operators moeten zich omkleden en de cleanroom betreden na het douchen met perslucht.
Alle gebruikte materialen, apparatuur en gereedschappen moeten worden schoongemaakt voordat ze naar binnen mogen worden gebracht.
2. Niet genereren:
Het personeel dient stofvrije kleding te dragen.
Verminder onnodige handelingen.
Gebruik geen materialen die gemakkelijk stof produceren.
Het is niet toegestaan om onnodige spullen mee naar binnen te nemen.
3. Niet ophopen:
Er mogen geen hoeken en machineonderdelen zijn die moeilijk schoon te maken zijn.
Probeer het aantal zichtbare luchtkanalen, waterleidingen, enz. binnenshuis tot een minimum te beperken.
De reiniging moet volgens standaardmethoden en binnen de vastgestelde tijden worden uitgevoerd.
4. Direct verwijderen:
Verhoog het aantal luchtverversingen.
Afvoeropening in de buurt van het stofproducerende onderdeel.
Verbeter de vorm van de luchtstroom om te voorkomen dat stof aan het product blijft kleven.
Kortom, de beheersing van de omgevingsomstandigheden in cleanrooms is van groot belang voor het waarborgen van productkwaliteit, het verbeteren van de productie-efficiëntie, het beschermen van de gezondheid en veiligheid van het personeel, het voldoen aan wettelijke eisen, het bevorderen van technologische innovatie en het versterken van het merkimago. Bedrijven dienen deze factoren volledig in overweging te nemen bij het bouwen en onderhouden van cleanrooms om ervoor te zorgen dat de cleanrooms voldoen aan de behoeften van productie en R&D.
Geplaatst op: 12 november 2024